延迟焦化的操作特点.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑延迟焦化的操作特点 延迟焦化的操作特点 1前言 随着操纵理论的进展、计算机性能的提高，一些繁杂的高级操纵方法（即先进操纵技术）不断涌现，以解决时变性强、强耦合、非线性和大时滞等过程操纵问题在这些新型的操纵技术中，最为突出的是模型预估操纵技术模型预估操纵(MPC)是用多变量线性模型来描述过程的动态特性，用模型预料过程输出轨迹与梦想轨迹的距离，作为操纵质量指标，求得最优的操纵策略反应校正、滚动优化，以解决大时迟、强耦合的多变量过程操纵问题在多变量操纵器中，一般被控变量多于操纵变量，用稳态LP/QP技术，将过程推向约束的极限 利用先进操纵技术得志装置安好平稳操作的要求 、提高装置加工才能和高附加值产品收率,是国内外炼化汽油普遍采用的技术手段,目前国内先进操纵技术主要应用在常减压、催化裂化和聚丙烯等装置由于延迟焦化是既结焦又不结焦、既连续又间歇的生产特点，目前国内尚无告成的焦打扮置先进操纵阅历随着中石化股份公司APC推广应用工程的启动，福建炼化延迟焦化先进操纵系统应运而生2022年7月该工程试启动，随后投入试运行迄今为止，该工程运行性能良好，完全达成了预期的巩固装置的抗干扰才能,提高目的产品收率和裁减能耗的操纵效果。

2 焦打扮置概述 2.1生产工艺简介 福建炼化公司60万吨／年延迟焦打扮置，采用一炉双塔生产工艺，切换周期为24小时，除焦周期举行冷焦、除焦、试压、预热和换塔等步骤操作装置原料为减压渣油，补充片面催化油浆，主要产品包括焦化干气、汽油、柴油、蜡油和石油焦装置操纵系统为Honeywell公司的TPS，先控平台为APP NODE先进操纵软件使用Honeywell公司的RMPCT 2.2延迟焦化的操作特点 由于焦炭塔冷一热态周期性切换,物料和热量损失较大，该过程使进入分馏塔的物料和热能输入量明显下降，分馏塔底、蒸发段温度随之下降（约10-15℃），进而影响到产品的分布和馏出口质量，并使加热炉热负荷，炉出口温度产生扰动因此，举行焦炭塔周期性切换操作时，为裁减扰动，保证操作平稳和质量合格，应对操作过程举行调整 为了保证平稳操作，产品质量合格,在操作上务必做好每一步骤的工作，尽量裁减这种周期性的波动如新塔的预热和切换要缓慢，加热炉温度要烧高，调理分馏塔底和蒸发段的温度,适当降低产品出装置流量等在以PID操纵为主的回路操纵处境下，往往操作在偏离最优的保守状态，需要人工辅佐操作，或切为手动，凭阅历调理，调理效能差，时间长，不能充分发挥装置的潜力,迫切需要实施先进操纵。

3焦打扮置先进操纵器操纵策略 多变量预估操纵器是一个具有多变量、多目标的操纵器，在正常生产过程中，该操纵器可使多个受控变量分别操作在其各自允许的范围内，始终处于受控状态在建立焦打扮置多变量预估操纵器的过程中，根据装置的特点，考虑到分馏上部对崭新进料、分馏塔底部、加热炉、焦碳塔四大片面的影响较弱，因而在操纵策略上把流程分为回响、分馏两片面，分别用两个操纵器实现先进操纵回响片面包括原料预热，加热炉，焦炭塔，分馏塔重蜡油集油箱以下片面分馏片面包括分馏塔重蜡油集油箱以上片面将响应时间常数较小的回响片面用一个操纵器操纵，而将响应时间常数较大的分馏片面用另一个操纵器操纵，可加快加热炉操纵器的响应速度，还减小了操纵矩阵的维数，可得到较好的操纵品质以达成平稳操作，着重于抗拒焦炭塔切换带来的干扰；保证产品质量，降低质量波动；根据装置的原料供给处境，在不违背加热炉最高管壁金属温度和焦炭塔最终焦高约束的前提下，在提高装置处理量，提高馏份油收率与提高轻油收率间举行优化；降低焦炭收率和降低装置能耗等主要目标 4 操纵器主要模型的选取思路： 4.1循环比 1 变更对流进分馏塔上、下进料量的比例可变更联合循环比，联合循环比增加会明显降低装置的处理才能，增加轻油、焦炭和气体收率，但总液收裁减，因此，联合循环比是权衡装置处理才能和产品分布的关键变量。

焦炭塔塔切换会使联合循环比大幅度波动，造成人字塔板上方油汽温度的变化，给分馏塔上部的操作带来扰动，也会造成下进料的流量和温度的波动，导致加热炉进口温度的波动，影响加热炉的操作及处理才能因此，在这个部位，APC操纵器的首要目标是在各种约束均能得志的前提下，将联合循环比操纵在合理的范围内，并加强APC操纵器的抗干扰才能，更加是补偿塔切换扰动的才能 4.2炉出口温度 炉出口温度是加热炉最主要的操纵指标，对装置的焦炭产率和轻油收率有较大的影响一般而言，提高炉出口温度5℃，焦炭产量可下降6%（相对值），但炉管结焦的倾向增加，焦炭切割的困难度增加加工高焦炭收率原料时，炉管结焦的倾向低，加热炉的负荷也低，提高加热炉出口温度后焦炭产量下降的幅度大，因此，保证加热炉出口温度的稳定是相当重要的而且采用调整炉出口温度的上限的操作策略，根据原料性质及炉管的结焦倾向适度提高炉出口温度的上限以降低焦炭收率因此 加热炉APC操纵器的最主要任务是平稳炉出口温度，使其更接近上下限，有利于降低焦炭产量或提高处理量，并兼顾烟气氧含量 4.3 焦炭塔周期性操作 抑制周期性操作的干扰是对APC操纵器的重要要求，焦炭塔的操作的干扰事情的幅度大、持续时间长，事情的模型的精度也特别有限，因此在设计操纵器时务必抓住抑制干扰的要点，着重抑制热量变化造成的干扰，适当兼顾物料平衡变化造成的干扰。

焦炭塔的操作是一个周期性的过程在暖塔、小吹汽和大吹汽阶段，进入分馏塔过热段的热量和物料会发生较大变化，给系统的操作带来不同程度的扰动由于暖塔、改平衡的油气量和小吹汽的蒸汽量均没有测量，大吹汽时油气产物流量的下降也难以度量，因此，在APC操纵器中，我们将这几个周期性的扰动定义为事情扰动，由新塔中某三个测温点温度变化的斜率触发焦炭塔切换的三个事情的扰动幅度、变化特性及持续时间都不一致，因此针对不同事情的特点务必制定合理出相应的操纵策略 4.3.1预热 在预热暖塔阶段，老塔的操作状态并未变更，但因片面油气用于新塔预热，进入分馏塔的热量和物料裁减，形成扰动按工艺特点可将该阶段划分为两个子阶段在第一个子阶段内两个焦炭塔的压力未达成平衡最初，新塔内压力很低，在某一暖塔阀位下，会因压差大，产生很大的暖塔流量，随新塔压力的增高，流量裁减，直至两塔压力平衡，流量趋于稳定这一子阶段中暖塔流量全部用于焦炭塔升温、升压，对分馏塔的扰动较大，时间大约持续1小时有阅历的操作员倾向于采用分阶段变更暖塔阀位的策略，以裁减物料变化的干扰，但调整阀位的频率和幅度均无统一的模范使用APC操纵器的抗拒事情干扰的最根本方法是将其假设为一个幅度按规律变化的扰动序列，作为操纵器的前馈，而无统一的模范的操作员干预是无法建模，无法处理的。

因此，务必首先建立模范化的操作员干预程序，以达成实现APC操纵器抗干扰功能的先决条件在其次个子阶段中，暖塔流量已不再变化，但由于暖塔流体与塔壁的传热温差减小，而散热所占的取热比例越来越大，对分馏塔的影响幅度急速变小，但需经很长时间才能趋于稳定建立暖塔事情模型的首要任务是辨识操作员变更暖塔阀位所造成的扰动的初始幅度及终止幅度同时，在模型识别的过程中考察和建立模范化的操作员干预程序 4.3.2切换塔 当新塔温度升至360℃后举行塔切换，原料进入新塔，并向老塔蒸汽，新塔和老塔顶部的油气同时经油气线进分馏塔，这一阶段称为小吹汽此时，新塔内液相存量很低，回响举行得不完全，渣油的转化率低，裂化产率低，然而，老塔内的高温油品仍将持续回响，并被蒸汽汽提至分馏塔，分馏塔进料总量得到确定的补偿这一阶段也可分为两个子阶段：在第一子阶段，因蒸汽突然进入高温的焦炭塔，使塔内烃分压陡然下降，轻质油品大量蒸发在现场可查看到分馏塔人字挡板顶部温度降低，而塔顶压力、温度升高，说明进入分馏塔的重组分量裁减，而轻组分量增加的幅度很大由于，老塔内油品大量蒸发导致焦炭塔内轻组分量裁减，又由于无热量输入，蒸发导致温度下降，蒸发量逐渐裁减，焦炭塔塔压和 2 塔顶温度开头回落，15分钟左右恢复到正常值。

在这一子阶段中，补偿干扰的方法与其它各阶段均有所不同，前者着重增加塔上部的冷却负荷，后者着重增加塔下部的冷却负荷；在其次个子阶段，裂解回响及产物蒸发消耗热量，致使老塔的温度下降，裂解回响及产物蒸发随之裁减，持续时间约30~45分钟我们对小吹汽阶段模式识别的要点是设法确定第一子阶段扰动的峰值及其次子阶段终止时的扰动幅度 4.3.3大吹汽 小吹汽终止后，关闭老塔油气线隔断阀，加大老塔的吹汽量，吹扫后的蒸汽去接触冷切塔在大吹汽期间由于新塔内液相料位低，裂解回响举行不充分，生成的油气产物少，故进入分馏塔的热量和物料较小吹汽末期进一步裁减，因此大吹汽期间展现了最大干扰随着焦炭塔内液体料位不断增高，裂解回响逐步趋于充分，这一阶段要经过约2小时达成平稳假设假设液体在焦炭塔内的转化与液位成正比，那么在这一期间内，进料量和热量变化对分馏塔干扰的幅度可近似为与大吹汽持续时间成正比，因此，大吹汽阶段模式识别主要是根据老塔压力下降幅度确定初期的扰动幅度并建立和测试触发事情的判据 4.4焦高 原料油经辐射段加热后，经四通阀进入焦碳塔底部高温焦化油在焦炭塔内进一步举行裂解、缩合等回响，生成焦炭和油气。

随着焦炭塔累计进料量的增加，焦炭塔中料位及其上方的泡沫层不断增高，可能会展现冲塔事故为制止该现象的发生，焦炭塔设有中子料位仪，供给焦位达成三个不同高度时的时间若中子料位仪展现焦位指示的时间过早，就可能会展现冲塔事故，需实时从塔顶注入消泡剂降低泡沫层高度或裁减进料量但是，中子料位仪并不能随时反映焦炭累积的速率，在焦炭塔切换的初、中期难以恰当地给定装置进料量，而需留有余地，往往最终焦高小于焦炭塔的实际容焦才能APC操纵器可实时地预料最终焦高，并用中子料位仪校正，以提高预料值的稳当性，为充分发挥焦炭塔的潜能供给了前提 4.5 产品质量 装置以柴油干点和蜡油10％点度量柴油与蜡油的分开效果、操纵产品质量改善这两种产品的切割，增产高价值的柴油是分馏塔的主要操作目标之一，但还需兼顾蒸汽的发生及原料的预热，所涉及的调理手段有柴油回流、中段回流、蜡油循环的三个取热量以及柴油、蜡油产品抽出量等，具有明显的多变量的特点，APC操纵器可更好地协调各调理变量的动作，实现质量卡边操作焦打扮置还需能抗拒焦炭塔切换所带来的对柴油、蜡油质量的重大扰动，因而，巩固APC操纵器抑制扰动的才能对改善产品的质量操纵也很重要。

5主要变量的选取 多变量预料操纵器的输入/输出由三种变量组成：被控变量（CV）、操纵变量（MV）和干扰变量（DV）以分馏操纵器为例，我们在分馏系统操纵器选择了13个操作变量作为操纵目标，8个受控变量作为受控指标，5个干扰变量作为计算和预估，分馏塔操纵器的有关变量见表1至表3 表1-分馏塔操纵器片面CV列表 位号 描述 TI7202.PV 分 馏塔顶温度 NAP90.PV FIC7201.OP LCO90.PV TI7911.PV CGO10.PV TI7210.PV 汽油90%点 顶循环回流流控阀位 柴油90%点 柴油抽出温度 焦化蜡油馏程10% 焦化蜡油抽出温度 表2- 分馏塔操纵器MV列表 位号 FIC7201.SP 3 描述 分馏塔塔顶循环量 FIC7207.SP FIC7201.OP LCO90.PV TI7911.PV 贫柴油吸收剂流量 顶循环回流流控阀位 柴油90%点 柴油抽出温度 表3- 分馏塔操纵器片面DV列表 位号 SW01ST SW011ST SW02ST 描述 焦。